根据石英晶片的晶体变形效应（拉压效应和扭转效应）研制出一种新型钻削测力仪。轴向力测量晶组采用2片X0°切型的石英晶片对装；扭矩测量晶组仅由3片具有扭转效应的X0°晶片组成，通过4片电极两两交错连出单一测量电极，省去了绝缘装置，同时使电荷灵敏度增大1倍。标定结果表明：该测力仪轴向力和扭矩的线性度和重复性均小于1％，横向干扰小于5％，该测力仪的各项静态指标均达到了CIRP—STCC标准。

传统的测试设备开发研制振动控制试验系统周期长、效率低缺点。为了克服这一不足,本文首先简要引入了虚拟仪器技术的概念,给出了基于Labview开发低成本的宽频带振动控制试验系统的设计方案。整个振动控制系统的设计基于压电耦合动力学理论,建立系统的反馈控制方程。通过对悬臂的复合材料梁实施主动控制试验,实现了减振控制过程。试验证明,该系统可靠稳定,达到预期的振动控制功能和效果,此外,提供直观便利的虚拟仪器用户界面,具有实际工程的应用价值。

具有中性浮力的水下压电加速度计采用沿径向弯曲振动的压电陶瓷圆片作为敏感元件,它由粘接在一金属圆盘基座上的两片压电陶瓷圆片组成核心元件,用金属外壳实现边界支撑,外部由低密度复合材料包敷从而呈中性浮力.这种加速度计可直接测得水下声场中水质点的振动加速度.作者研制的加速度计高0.028 m、直径φ0.074 m、总质量0.12 kg、密度990 kg/m3,其电压灵敏度为-24 dB(0 dB=1 V/g),电容量为2.4 nF,谐振频率13 kHz,工作频带20～5000 Hz.

提出通过改变压电移动机构和接触面之间正压力的方法,改变机构不同方向的摩擦力,使机构沿规定方向运动的惯性冲击式压电移动机构的工作机理,设计并研制了试验装置,并进行了试验研究,试验表明,机构在方波这种对称信号的激励下就能够实现可控的正向直线运动。

采用理论分析和有限元数值模拟相结合的方法,对压电折叠梁微执行器在低电压下工作时的器件结构进行优化设计。首先通过理论分析获得优化的器件结构参数,再通过有限元模拟验证理论分析结果。在器件设计中,通过综合考虑制造工艺、工作条件、器件应用的可靠性,对压电悬臂梁长度、单晶硅层厚度、折叠梁级数,以及工作电压进行折衷优化,获得低电压应用时最佳的器件参数。

为研制电流变液作为钳位介质的大行程高精度蠕动式进给机构，以压电陶瓷作为驱动元件，沸石／硅油型电流变液作为钳位介质，研制了蠕动式压电电流变液直线式进给机构样机，并利用计算机编程对机构的进给运动进行了控制，发现机构运动中存在负位移现象并研究了压电陶瓷驱动电压、电流变液钳位电压以及电流变液充放电时间对机构负位移的影响，建立了机构的动力学模型，对影响负位移大小的因素进行了定性探讨。结果表明，机构运动过程中，极板所受的作用力主要是钳位力、阻尼力和压电陶瓷的驱动力，增大钳位力，减小阻尼力，增大驱动力同时减缓驱动力的变化速率，对减小负位移有利。

为了探究喷嘴挡板式压电气动微阀阀口密封宽度对阀口流动特性的影响,应用CFD技术,采用SST k-ω湍流模型,对不同密封宽度下阀口的流动特性进行了数值模拟计算。结果发现,阀口端面密封宽度对压电气动微阀阀口的流动特性有显著的影响,选取合理的阀口端面密封宽度,可降低阀口的压力损失,提升气动微阀阀口的过流能力;同时发现微阀流量-压力系数不受阀口端面密封宽度的影响。该研究为阀口设计提供了重要参考。

针对环境振动源的多样性，对环境适应型压电振动发电微电源的发展进行了回顾，对各种类型压电振动发电微电源的性能进行了分析和总结。在现有环境适应型压电振动发电微电源的基础上，提出了一种新颖的环境适应型压电振动发电微电源结构，该结构能够敏感多个方向振源的振动且能够在较宽的频率范围内收集到较多的能量。指出了环境适应型压电振动发电微电源在进一步发展中需要解决的问题，压电振动发电微电源作为一种绿色新能源装置，随着研究的不断深入，必将带来良好的应用前景。

为了解决压电测力仪的静态标定,文中介绍了自行研制的高精度、高刚性静态标定平台原理与结构。该标定台垂直力、水平力均采用螺旋加载方式,力值大小由三级标准测力环直接读取;而扭矩的加载采用＂力×力臂＂法,通过平移两个水平加载机构形成力臂,同时产生大小相等、方向相反的两个力来实现。对该标定台进行精度和刚度实测,结果表明相关指标均达到了CIRP-STCC标准。无疑,利用该标定平台可完成单向、双向力传感器、三向压电式测力仪以及钻削测力仪的静态灵敏度、线性、重复性、滞后以及横向干扰标定。

为解决大行程运动系统的高精度定位问题结合液压伺服技术与压电技术独特的优点并应用到并联机构中提出了一种基于电液-压电混合伺服驱动的3-RPR并联机构并基于接口的多领域协同仿真方法研究其虚拟样机。其中采用ADAMS软件建立其机械模块、采用AMESim软件建立其液压系统及压电驱动系统模块、采用MATLAB软件建立其控制模块。通过联合仿真分析了其动态特性为实际物理样机设计和参数优化提供理论依据。